近年来,随着现代工业设备容量的不断攀升,大容量多电平功率变换技术得到了飞速发展。在过去的三十年里,研究人员针对多电平变换器的电路拓扑及相应的控制方法做了深入的研究和探索,提出了多种高压大功率变换的解决方案。　　 本文从多电平逆变器的拓扑理论入手,以级联H桥型逆变器与级联NPC／H桥型逆变器的串联主电路拓扑为研究对象,根据NPC／H桥与H桥的直流母线电压之比这一控制自由度,提出了一种主从式多单元级联混合多电平逆变器拓扑。在此拓扑中,级联NPC／H桥逆变器为主逆变器,承担主要的功率输出,容量等级较高,而级联H桥逆变器为从逆变器,负责输出波形的优化。分析了多电平逆变器的常用调制策略,并根据主从式多单元级联混合多电平逆变器的特点,将基频阶梯波调制法与多载波高频PWM调制法相结合,提出了适用于混合拓扑的组合型混合调制方法。该混合调制方法的基本思想是:级联NPC／H桥型逆变器采用基频阶梯波调制方法,输出电压特性为阶梯波；而级联H桥逆变器则采用多载波高频PWM调制方法。该混合调制方法有效地将高速低耐压器件和低速高耐压器件结合起来,可以用较少的级联单元数目实现较高容量较多电平的输出,并且可以保证输出波形具有良好的谐波性能。通过Matlab7.4.0／SIMULINK平台环境搭建了混合多电平逆变模型,重点对直流母线电压比为1:1:4的二单元级联H桥型逆变器和一单元NPC／H桥型逆变器串联的三单元级联混合多电平拓扑进行了详细仿真分析,并对基频阶梯波调制法与多载波高频PWM组合型混合调制方案进行大量仿真研究,对其输出电压电平数目、输出电压的总谐波畸变率以及各功率单元的功率均衡性能作了重点仿真分析验证,同时对比分析了各种组合型混合调制方法的性能特点。针对混合调制法中从逆变器低压单元功率不均衡特性进行分析研究,通过传统方法的波形重构,可以使功率均衡性能得到优化。